ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) ከፍተኛ ፍጥነት ያለው ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር

ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) ከፍተኛ ፍጥነትኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር

እንደ 5G እና አርቲፊሻል ኢንተለጀንስ (AI) ያሉ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎችን በስፋት በመተግበሩ በሁሉም የኦፕቲካል ኔትወርኮች ደረጃ ላሉ አስተላላፊዎች ትልቅ ፈተና የሚፈጥር በመሆኑ የአለም የመረጃ ትራፊክ ማደጉን ቀጥሏል። በተለይም የቀጣዩ ትውልድ የኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር ቴክኖሎጂ በአንድ ቻናል ወደ 200 Gbps የመረጃ ልውውጥ መጠን በከፍተኛ ደረጃ እንዲጨምር እና የኃይል ፍጆታን እና ወጪዎችን እንዲቀንስ ይጠይቃል። ባለፉት ጥቂት አመታት ውስጥ የሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ በኦፕቲካል ትራንስስተር ገበያ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል, በዋናነት የሲሊኮን ፎቶኒክስ የጎለመሱ የ CMOS ሂደትን በመጠቀም በጅምላ ሊመረት ይችላል. ነገር ግን፣ በአገልግሎት አቅራቢ ስርጭት ላይ የሚተማመኑ የ SOI ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱለተሮች የመተላለፊያ ይዘት፣ የሃይል ፍጆታ፣ የነጻ አገልግሎት አቅራቢዎችን መምጠጥ እና የመቀየሪያ መስመር አልባነት ላይ ትልቅ ፈተና ይገጥማቸዋል። በኢንዱስትሪው ውስጥ ያሉ ሌሎች የቴክኖሎጂ መስመሮች ኢንፒ፣ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ LNOI፣ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ፖሊመሮች እና ሌሎች ባለብዙ ፕላትፎርም የተለያዩ ውህደት መፍትሄዎችን ያካትታሉ። LNOI እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍጥነት ያለው እና ዝቅተኛ የኃይል ማሻሻያ ውስጥ የተሻለውን አፈጻጸም ማሳካት የሚችል መፍትሄ እንደሆነ ይታሰባል, ነገር ግን በአሁኑ ጊዜ በጅምላ የማምረት ሂደት እና ወጪን በተመለከተ አንዳንድ ችግሮች አሉት. በቅርቡ ቡድኑ ስስ ፊልም ሊቲየም ታንታሌት (LTOI) የተቀናጀ የፎቶኒክ መድረክን በጥሩ የፎቶ ኤሌክትሪክ ባህሪያት እና መጠነ ሰፊ ማምረቻ አቅርቧል። ሆኖም ፣ እስከ አሁን ፣ ዋናው መሣሪያ የየጨረር ግንኙነት, እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍጥነት ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር በ LTOI ውስጥ አልተረጋገጠም.

በዚህ ጥናት ውስጥ ተመራማሪዎቹ በመጀመሪያ የ LTOI ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር ንድፍ ቀርበዋል, አወቃቀሩ በስእል 1. በእያንዳንዱ የሊቲየም ታንታሌት ሽፋን መዋቅር ዲዛይን እና ማይክሮዌቭ ኤሌክትሮድስ, ማባዛቱ ላይ ይታያል. በ ውስጥ የማይክሮዌቭ እና የብርሃን ሞገድ ፍጥነት ማዛመድኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተርየሚለው ተገንዝቧል። የማይክሮዌቭ ኤሌክትሮድ መጥፋትን ከመቀነስ አንፃር ለመጀመሪያ ጊዜ በዚህ ሥራ ላይ የተሰማሩ ተመራማሪዎች ብርን እንደ ኤሌክትሮድ ማቴሪያል በተሻለ ኮንዲሽነርነት ለመጠቀም ሐሳብ ያቀረቡ ሲሆን የብር ኤሌክትሮጁም ማይክሮዌቭን ብክነት ወደ 82 በመቶ ዝቅ እንደሚያደርግ ተረጋግጧል። በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ የወርቅ ኤሌክትሮድ.

ምስል 1 LTOI ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር መዋቅር ፣ የደረጃ ማዛመጃ ንድፍ ፣ የማይክሮዌቭ ኤሌክትሮድ ኪሳራ ሙከራ።

ምስል 2 የ LTOI ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር የሙከራ መሣሪያን እና ውጤቶችን ያሳያልጥንካሬ ተስተካክሏልበኦፕቲካል ግንኙነት ስርዓቶች ውስጥ ቀጥተኛ ማወቂያ (IMDD). ሙከራዎቹ እንደሚያሳዩት LTOI ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር PAM8 ምልክቶችን በ176 ጂቢዲ ምልክት መጠን ከ 3.8×10⁻² BER ከ25% SD-FEC ገደብ በታች ማስተላለፍ ይችላል። ለሁለቱም 200 GBd PAM4 እና 208 GBd PAM2፣ BER ከ15% SD-FEC እና 7% HD-FEC ገደብ በጣም ያነሰ ነበር። በስእል 3 ላይ ያለው የአይን እና የሂስቶግራም ምርመራ ውጤቶች የኤልቲኦአይ ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር በከፍተኛ ፍጥነት ባላቸው የግንኙነት ስርዓቶች ከፍተኛ የመስመር እና ዝቅተኛ የቢት ስህተት መጠን መጠቀም እንደሚቻል በእይታ ያሳያሉ።

ምስል 2 LTOI ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር በመጠቀም ሞክርጥንካሬ ተስተካክሏል።ቀጥተኛ ማወቂያ (IMDD) በኦፕቲካል ግንኙነት ስርዓት (ሀ) የሙከራ መሳሪያ; (ለ) የሚለካው የቢት ስህተት መጠን (BER) የPAM8(ቀይ)፣ PAM4(አረንጓዴ) እና PAM2(ሰማያዊ) ምልክቶች እንደ የምልክት መጠኑ ተግባር፤ (ሐ) ከ25% SD-FEC ገደብ በታች የሆኑ የቢት-ስህተት ዋጋ ላላቸው ልኬቶች የወጣ ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል የመረጃ መጠን (AIR፣ የተሰበረ መስመር) እና ተያያዥ የተጣራ የውሂብ መጠን (NDR፣ solid line)። (መ) የአይን ካርታዎች እና ስታቲስቲካዊ ሂስቶግራሞች በ PAM2፣ PAM4፣ PAM8 ማስተካከያ።

ይህ ስራ በ 3 ዲቢቢ ባንድዊድዝ 110 GHz የመጀመሪያውን ከፍተኛ ፍጥነት LTOI ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር ያሳያል. በ Intensity Modulation Direct detection IMDD ማስተላለፊያ ሙከራዎች ውስጥ መሳሪያው አንድ ነጠላ ድምጸ ተያያዥ ሞደም የተጣራ የውሂብ መጠን 405 Gbit/s ይደርሳል ይህም እንደ LNOI እና ፕላዝማ ሞዱላተሮች ካሉ የኤሌክትሮ-ኦፕቲካል መድረኮች ጥሩ አፈጻጸም ጋር ሊወዳደር ይችላል። ለወደፊቱ, የበለጠ ውስብስብ በመጠቀምIQ ሞዱተርዲዛይኖች ወይም የበለጠ የላቀ የሲግናል ስህተት ማስተካከያ ቴክኒኮች፣ ወይም ዝቅተኛ የማይክሮዌቭ መጥፋት ንጣፎችን እንደ ኳርትዝ ተተኪዎች በመጠቀም ፣ ሊቲየም ታንታሌት መሳሪያዎች 2 Tbit/s ወይም ከዚያ በላይ የግንኙነት ፍጥነትን እንደሚያሳኩ ይጠበቃል። በሌሎች የ RF ማጣሪያ ገበያዎች ውስጥ በሰፊው በመተግበሩ ምክንያት ከ LTOI ልዩ ጥቅሞች ጋር ተዳምሮ የሊቲየም ታንታሌት ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ ለቀጣዩ ትውልድ ከፍተኛ ጥራት ያለው ዝቅተኛ ዋጋ ፣ ዝቅተኛ ኃይል እና እጅግ በጣም ፈጣን መፍትሄዎችን ይሰጣል ። -ፍጥነት የጨረር ግንኙነት አውታረ መረቦች እና ማይክሮዌቭ ፎቶኒክስ ስርዓቶች.